Самостоятельная работа по дисциплине «Биология» для ОрГМУ

Тема № 4: СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ И ФУНКЦИЯХ МЕМБРАН.   ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Общие свойства и функции биологических мембран.
2. Молекулярная организация универсальной биологической мембраны.
3. Разнообразие мембран в клетке: плазмолемма, кариолема, топнопласт, мембраны органоидов. Особенности химического состава в связи с выполняемыми функциями.
4. Способы проникновения веществ в клетку. Отличительные особенности активного и пассивного транспорта. Виды пассивного и активного транспорта.
5. Понятие об осмосе, осмотическом давлении. Осмотические явления в клетке: плазмолиз, деплазмолиз, цитолиз. Их значение в жизнедеятельности клетки.
6. «Ионные насосы»: понятие, механизм действия, значение в жизнедеятельности клетки.
7. Явление эндоцитоза и экзоцитоза как пример активного транспорта, значение в жизнедеятельности клетки
8. Межклеточные контакты: строение, виды, функции

    Литература:

1. Чебышев Н.В. и др. Биология.- М.:ВУНМЦ, 2005г
2. Биология. В 2 кн. /Под ред. В.Н. Ярыгина.- М.: Высшая школа, 2008 .- 120 с.
3. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А., Ботаника.- Санкт-Петербург: СПХФА, 2008г
4. Слюсарев А.А., Биология. — М. : Альянс, 2011г.
5. Ченцов Ю.С., Общая цитология, 1984г.
6. Цитология, Оренбург, 2011// под ред. Соловых Г.Н.
7. Лекция.

    Задание 1.   Химический состав универсальной биологической мембраны Перечислите классы химических веществ, входящие в состав мембраны     Выпишите виды липидов, входящих в состав мембраны       Изучите строение молекулы фосфолипида, найдите и обозначьте на рисунке гидрофильную головку и гидрофобные хвосты молекулы. Чем образованы головка? Чем образованы хвосты?   Какими свойствами обладают мембранные липиды?     Какие функции выполняют липиды?     Перечислите виды белков, по их расположению в мембране     Перечислите виды белков мембраны по выполняемой функции       Какими свойствами обладают белки?     Что такое гликокаликс и каковы его функции?         Задание №2.  Строение универсальной биологической мембраны А) Изучите строение универсальной биологической мембраны, зарисуйте схему, сделайте обозначения  

1.     Билипидный слой 2.     Интегральный белок 3.     поверхностный белок 4.     Углеводы (гликокаликс) 5.     Микротрубочки и микрофиламенты

  Выпишите общие свойства биологических мембран       Выпишите функции биологических мембран     Задание №3. Виды транспорта веществ через биологическую мембрану Изучите виды транспорта веществ через мембрану и запишите в таблице отличия  между активным и пассивным транспортом; а на схеме укажите виды пассивного и активного транспорта веществ.

ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ	АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ
1. без за трат энергии	1 с затратой энергии АТФ
2. по г   радиенту концентрации	2. Против градиента концентрации

                                      Задание №4. Осмос и осмотические явления в клетке. Что такое осмос? Запишите определение.     Что такое осмотическое давление?     Какие бывают растворы по отношению к клетке в зависимости от величины осмотического давления?       Заполните таблицу

	Вид раствора
Характеристика раствора	Концентрация солей в растворе выше, концентрации солей в клетке.	Концентрация солей в растворе равна концентрации солей в клетке.	Концентрация солей в растворе ниже, концентрации солей в клетке.
Направление движения воды		Не изменяется	В клетку
Происходящий процесс	Дегидратация Обезвоживание клетки	Клетка остается неизменной	Гидратация, клетки  и ее « набухание»
Наблюдаемое явление	Плазмолиз	Тургор клеток находится в нормальном состоянии	длительном– цитолиз, гемолиз
Особенности у растительных клеток	В растительной клетке отмечается тко  сжатие  цитоплазмы, но форма клетки не меняется, т.к. имеется клеточная стенка.	Тургор клеток находится в нормальном состоянии	Тургор клетки при этом восстанавливается.
Особенности у животных клеток	Клетка не имеет жесткой клеточной стенки, поэтому происходит деформация клетки	Тургор клеток находится в нормальном состоянии	Идет сначала восстановление тургора, и разрушение клетки — цитолиз.

      Задание №5. Активный транспорт Каково значение Na/К- насоса в жизни клетки?       Что произойдет, если насос перестанет работать?     Какие вы знаете вещества, блокирующие работу Na/К-насоса? Как они применяются в медицине?       Изучите строение и работу натрий-калиевого насоса, зарисуйте  схему       Задание №6. Типы межклеточных контактов Изучите  типы межклеточных контактов, заполните схему, и укажите  соответствующие номера рисунков в предложенной таблице — характеристике.

		МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ КОНТАКТЫ

                       

6

   

№	Описание	Где встречается
	Простой адгезивный контакт. Плазматические мембраны соприкасающихся клеток разделены пространством (это надмембранные компоненты клеточных поверхностей) 15-20 нм. Со стороны цитоплазмы к этой зоне плазматической мембраны не примыкают никакие специальные дополнительные структуры.	Встречается среди большинства прилегающих друг к другу клеток различного происхождения.
	Зубчатый (замковый контакт). Представляет собой выпячивание поверхности плазматической мембраны одной клетки в инвагинат (впячивание) другой клетки. На срезе выглядит как плотный шов. Пространство между мембранами соседних клеток — это надмембранные компоненты клеточных поверхностей. Со стороны цитоплазмы к этой зоне плазматической мембраны не примыкают никакие специальные дополнительные структуры.	Характерен для многих эпителиев, где он соединяет клетки в единый пласт, способствуя их механическому скреплению друг с другом.
	Десмосомальный контакт. Это небольшая площадка диаметром 0,5 мкм, где между мембранами располагается область с высокой электронной плотностью, иногда имеющая слоистый вид. К плазматической мембране в зоне данного контакта со стороны цитоплазмы  прилегает участок электронноплотного вещества так, что внутренний слой мембраны кажется утолщенным. Под утолщением находится область тонких фибрилл (тонофибриллы), которые часто образуют петли и возвращаются в цитоплазму.  Более тонкие филаменты, берущие начало от плотных пластинок примембранной цитоплазме, проходят в межклеточное пространство, где образуют центральный плотный слой.	Их функциональная роль – механическая связь клеток. Много в покровном эпителии.
	Плотный замыкающий контакт. Это зона, где внешние слои двух плазматических мембран максимально сближены. Часто видна трехслойность мембраны в этом контакте: два внешних слоя обеих мембран как бы сливаются в один общий слой. Слияние мембран происходит не по всей площади контакта, а представляет собой ряд точечных сближений мембран – это глобулы специальных интегральных белков плазматической мембраны, выстроенные в ряд. Такие ряды глобул могут пересекаться так, что образуют на поверхности скола как бы решетку или сеть. Со стороны цитоплазмы в этой зоне многочисленные фибриллы, расположенные параллельно поверхности плазмолеммы. Область этого контакта непроницаема для макромолекул и ионов.	Характерен для эпителиев, особенно железистого и кишечного.
	Щелевидный контакт — это структуры, которые участвуют в прямой передаче химических веществ из клетки в клетку. Для этого контакта характерно сближение плазматических мембран двух соседних клеток на расстоянии 2-3 нм. На сколах мембран зоны контакта усеяны коннексонами (состоящие их белка коннектина с каналом в центре). Отдельные коннексоны встроены в плазматическую мембрану так, что прободают ее насквозь. Одному коннексону одной клетки точно противостоит коннексон другой клетки – в результате чего образуется единый канал. Коннексоны могут сокращаться и тем самым изменять диаметр и, следовательно, участвовать в регуляции транспорта молекул между клетками. Такие контакты обеспечивают синхронность сокращения клеток.	Мышечные клетки миокарда сердца, гладкомышечные клетки стенки матки. Между ооцитами и фолликулярными клетками яичников, где они участвуют в доставке питательных веществ.
	Синаптический контакт — участки контактов двух клеток, специализированных для односторонней передачи возбуждения  или торможения от  одного элемента к другому. Образуются на отростках  нервных клеток – это терминальные участки дендритов и аксонов. Имеют вид грушевидных расширений на конце отростка нервной клетки. Мембраны этих клеток разделены межклеточным пространством. Часто в просвете этой щели виден тонковолокнистый, перпендикулярно расположенный по отношению к мембране материал. Около мембраны имеется большое количество вакуолей, пузырьков, заполненных медиаторами, которые выбрасываются  в пространство между клетками.	этот тип контакта характерен для нервной ткани и встречается как между двумя нейронами, так и между нейроном и каким-либо иным  элементом – рецептором или эффектором (напр. Нервно-мышечное окончание).

  Проблемно-ситуационные задачи

1. У больного панариций (гнойное воспаление) пальца руки. После хирургического вмешательства повязку с каким раствором  надо сделать для уменьшения отека? Объясните механизм действия раствора.

 

2. При передозировке гликозидов – сердечных препаратов (например, строфантина) нарушается один из механизмов активного пути проникновения веществ в клетку. Какой и как? Объясните.

 

3. У больного неукротимая рвота и диарея. В каком состоянии клетки тканей организма? Что необходимо предпринять, чтобы вернуть тургор клеток в нормальное физиологическое состояние?

4. Почему при обезвоживании организма нельзя вводить гипертонический раствор?

 

5. У больного отек мозга. В каком состоянии находится тургор клеток? Какой раствор надо ввести, чтобы снять отек?

 

6. Больному в гнойной хирургии наложили повязку. Какой раствор был выбран для смачивания повязки: а) гипотонический, б) гипертонический, в) изотонический. Ответ обосновать.

 

7. Двое студентов оперируют лягушку. Они все время смачивают обнаженные внутренние органы лягушки солевым раствором и, тем не менее, через некоторое время эти органы начинают сморщиваться. Заглянув в учебник, студенты обнаружили, что концентрация солевого раствора взята неверно: 9% вместо 0,9%. Какой процесс имел здесь место? Почему погибла лягушка во время операции?

 

Преподаватель

_____________________